구조물의 진동인텐시티를 파악하면 진동에너지 전달경로와 소산기구 및 주된 기진원의 위치 등을 규명할 수 있어 구조물 진동의 효율적 저감 대책을 수립할 수 있다. 본 연구에서는 선박, 해양구조물 등과 같은 대형 복잡한 구조물의 진동인텐시티를 유한요소법으로 해석할 경우 적정한 모델링 기법을 마련하고자 선체의 기본 부재인 평판과 보강판에 대해 유한요소 모델링을 달리 하면서 진동인텐시티 해석을 수행하고, 그 결과를 고전적 근사해법인 assumed mode method에 의한 결과와 비교 검토하였다. 이로부터 유한요소법을 이용하여 판 구조물의 진동인텐시티 크기 및 방향을 정확하게 산정하기 위해서는 고유진동 또는 강제진동 해석의 경우보다 세밀한 유한요소 모델링이 요구되지만 진동에너지 전달경로 규명 등을 위한 정성적 해석은 강제진동해석을 정확하게 할 수 있는 정도의 유한요소 모델로도 가능함을 확인하였다. 아울러, 두께가 다른 평판 구조물, L-자형 판 구조물 및 3차원 box-girder에 대한 진동인텐시티 해석을 수행하여 다양한 선체 국부 구조물에 있어서의 진동에너지 전달 현상을 고찰하였다.
In the 2000s, a lot of cable-type grand bridges are being built in consideration of economic aspects such as the reduction of logistics costs and the distribution of traffic volume due to rapid economic development. In addition, because the recently installed grand bridges are designed in an aesthetic form that matches the surrounding environment as well as the original function of the road bridge, and serves as a milestone in an area and is used as an excellent tourism resource, attracting many vehicles and people, there is an urgent need for a safety structure that can ensure the safety of not only vehicles but also people. In order to make cable-stayed bridge safe on wind for additional five safety structures, main girder models with and without safety structures for wind-tunnel experiments was made, and wind tunnel experiments was carried out to measure aerodynamic force coefficients. Also, wind-resistant analyses of 3D cable-stayed bridge were performed on the basis of wind-tunnel experiment results. From the wind tunnel experiments for the aerodynamic force coefficients of main girder with five safety structures and the wind resistant analyses of cable-stayed bridge without safety structure and with safety structure, it was concluded that the best form of wind-resistant safety was shown in the order of mesh, standard, bracing, hollow, and closed type. And wind-resistant safety of cable-stayed bridge with hollow and closed type on design wind speed 68.0m/sec was not secured. Finally, as five safety structures are installed, maximum rate of stress increments was shown in the order of steel main beam, steel floor beam, concrete floor beam and cables.
The calculation method which takes into account the shear lag effects on the ultimate transverse bending moment of a SWATH(Small Waterplane Area Twin Hull) ship has been developed. In case of the ultimate bending strength analysis of conventional monohull ships and general box girder structures, the hypothesis that plane section remains plane after bending can be employed but not in the case of the structures having wide flange. For the ultimate bending strength analysis of such structures, a new method which can take into account the effect of shear lag on the ultimate bending strength has been developed by adopting more reasonable assumption that warping distortion of the section takes place inthe same way as the actual stress distribution. Finally, the proposed method has been applied to a a SWATH cross deck structure.
State of the art and current issues related with the RC and PSC structure system for the magnetic levitation train were investigated. The German and China magnetic levitation train adopted a new kind of a structure to enable high-speed transportation, which allows the use of the space over a ground. The loading from magnetic levitation trains is light-weight compared with a regular train due to load distribution to a supporting structure. Therefore, the magnetic levitation train is considered an economical and efficient transportation system, and is also an environmentally-sustainable structure. In this paper, the structural design and construction technology specific to a magnetic levitation train were discussed, and structural considerations related with an actual operation of the train were pointed out. In addition, the future research area of a magnetic levitation train was proposed
The interest in evaluation of structural intensity arises for practical reasons, because net energy flow distribution offers information of energy transmission path, positions of sources, and sinks of vibration energy. In this paper, structural intensity analysis of local ship structures using finite element method(FEM) is carried out. The purpose of this analysis is to evaluate the relative accuracy according to mesh fineness. The structural intensity of a stiffened plate varying their mesh fineness is analyzed and the results are compared with those obtained by the assumed made method. As results, the proper mesh size in qualitative/quantitative structural intensity analysis of plate structures is proposed. In addition, the propagation phenomenon of vibration energy is investigated for the L-type plate and box-girder structures.
The bridge is nation's principal structure and its influence for national economy is enormous. But it is essential for maintenance of deteriorated bridge because of the increased service life and the decreased performance. For the bridge reinforced by continuos slabs and post-tensioning, we evaluate th stress properties of girders and internal support. Results are almost coincidence between measured data in the field and analysed data by computer. We compared the effects by successive order of post- tensioning and order considered distribution of each girder's camber and stress. Bridge's camber and stress showed respectively symmetry and asymmetry shape by post tensioning order. For the effect of post-tensioning force partition, we divided the post-tensioning force into 3 types (100%, 20%, 30%), and the results show t도 difference of final stress and camber.
An acoustic finite element model of a bridge is developed to evaluate the noise generated by the traffic-induced vibration of the bridge. The dynamic response of a multi-girder bridge, modeled by a 3-dimensional frame element model, is analyzed with a 3-axle 8 DOFs truck model and a 5-axle 13 DOFs semi-trailer. The flat plate element is used to analyze the acoustic pressure due to the fluid-structure interactions between the vibrating surface and contiguous acoustic fluid medium. The radiation fields of noise with a specified distribution of vibrating velocity and pressure on the structural surface are also computed using the Kirchhoff-Helmholtz integral. Although the noise produced by the bridge vibration is not serious in itself, which is below the audible frequency range, it should be considered as an interaction problem between vehicle noise and bridge vibration noise in order to evaluate the traffic noise around the bridge.
이 논문에서는 장경간 케이블 교량의 콘크리트 주탑에 대한 온도 측정과 분석을 다루고 있다. 부산거제연결도로의 거가대교의 시공 중에 주탑의 여러 단면에 온도센서가 설치되었으며 주탑 4면의 두께방향의 온도와 주탑 주위의 대기온도가 계측되었다. 1년간의 계측자료를 바탕으로 주탑 단면내의 온도분포가 분석되었으며 이 분석결과를 국내외의 온도분포에 대한 설계기준과 비교하였다. 그 결과 주탑 단면의 평균온도와 단면 내 온도분포는 콘크리트 거더의 평균온도와 수직온도분포의 기준을 적용할 수 있음을 확인하였다. 이러한 온도특성에 대한 주탑의 거동을 3차원 유한요소 모델링을 사용하여 해석하였으며 거가대교 주탑의 경우 온도에 의한 주탑 상부 최대변위는 동서, 남북 방향으로 각각 0.056m, 0.121m 인 것으로 나타났다.
콘크리트 박스거더교의 합리적인 설계 온도하중을 산정하기 위하여, 1개의 교량시험체를 제작하였다. 교량시험체에 설치된 23개의 온도 게이지에서 1년간의 여름과 겨울기간에 30분 간격으로 하루에 48세트의 온도를 측정하였다. 상부 콘크리트와 측벽, 하부슬래브에 두께에 따른 온도변화를 검토하기 위하여 두께에 따라 여러 온도게이지를 부착하였다. 각 측점에서 측정된 온도를 통계 처리하여 추세선과 표준오차를 산정하고, 대표측점의 온도분포와 추세선을 제시하였다. 이를 바탕으로 Euro code에서 제시한 대기온도에서 여름철의 최고 유효온도와 겨울철의 최저 유효온도를 각각 산정하였다. 최고 유효온도는 35℃ 이상에서 Euro code와 비교하여 1.5~2℃ 높게 산정되었고, 최저 유효온도는 -13℃~-19℃에서 0.5~1.1℃로 더 낮게 분석되었다. 양산지방의 50년빈도 최고 및 최저 기온에 따른 본 연구의 유효온도와 비교해 보면, 최고 유효온도는 4.7℃ 높게, 최저 유효온도는 4.5℃ 더 낮게 산정되었다. 점점 높아지는 기후변동을 고려하고, 본 분석의 결과를 반영하면, 현 온도설계기준은 그 범위를 더 크게 하는 것이 필요한 것으로 판단된다.
프리캐스트 콘크리트 바닥판을 갖는 교량은 각각의 프리캐스트 바닥판에 전단연결재를 위한 흠을 두어서 강주형과 합성시키는 시스템을 갖는다. 전단연결재를 위한 홈을 무수축모르터로 채울 경우의 전단연결재 설계에 필요한 전단연결부의 강도와 강성의 산정식에 대한 해석적 검토를 수행한다. 허용응력 설계법을 프리캐스트 콘크리트 교량 바닥판에 적용할 경우에 대해 전단연결재의 배치방법을 단순교에 대해 신설과 보수의 경우로 나누어 교량 시스템에 적합하도록 제시하고 지점부 프리캐스트 바닥판의 상세를 제안한다. 강도설계 및 피로설계에 의한 설계방법을 적용할 경우에 대해서 부분합성 이론을 이용한 변수연구를 통해서 프리캐스트 콘크리트 바닥판 교량에 적합한 전단연결재의 배치방법을 제안한다. 실험 및 해석적 연구결과로부터 무수축모르터의 강도 영향을 제시하고 실제 적용시 적절한 강도기준을 제시한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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